笨鳥難飛(十三)

無處安身的“巨人”

當美國的萊特兄弟成功發明飛機的消息傳開后，在大洋彼岸也激起了狂熱的航空浪潮。一時間歐洲人有錢的出錢，有才的出才，欲與萊特試比高。其中就有一位住在諾曼底地區名叫保羅？科爾紐的法國人，有趣的是他和萊特兄弟一樣也是開自行車店的草根，平時喜歡搗鼓些機械發明。當科爾紐把眼光投向天空時，他覺得讓螺旋槳進行垂直提升要比靠水平方向的推進來產生升力更有效，相信這樣的飛行器會比固定翼飛機更早地投入實用化。

1905年，24歲的科爾紐動手制作出一個13千克重的動力模型，在金屬機身上并列安裝兩副直徑2.25米的旋翼，靠一臺功率為1.5千瓦的小發動機驅動。在好奇的圍觀群眾看來，這只不過是個能在地面上蹦跳起來的“大玩具”，卻讓科爾紐確信自己走對了路。他利用這個演示模型募集到一些資金后，開始研制真正的垂直飛行器。忙活到1907年夏季，科爾紐的直升機終于成形。其構造與之前的模型基本相同，只是為了裝上乘員座位和一臺18千瓦的安托瓦內特發動機，將底盤改成了四輪小車，支撐起V形的機身框架。在支架兩端的水平位置，各安裝一個很大的皮帶輪和直徑6米的雙葉螺旋槳，由發動機通過22米長的皮帶驅動這對大葉片對向旋轉。在最外側下方還對稱裝有可傾斜的舵面，以利用向下的氣流作用控制飛行偏轉方向。

經過反復調試，1907年11月13日科爾紐親自駕駛這臺“飛行自行車”進行了多次試飛。據稱，他成功地使整個機身脫離地面，留空時間最長達到20秒，高度約0.3米，因此被認為是歷史上第一次在沒有地面輔助的條件下、利用旋翼裝置實現的載人自由飛行。不過，這一紀錄始終備受爭議，后來有人根據科爾紐留下的資料重新測算，認為要讓這架總重260千克的直升機雛形實現自由飛行，發動機功率至少要達到30千瓦，而當時所謂的“升空”只是氣流引起的地面效應在起作用罷了。

實際上，科爾紐當時也承認他的發明存在頗多缺陷：動力明顯不足，傳動系統效率低下，結構也很不可靠，想讓槳葉協調運轉并進行有效操縱更是難上加難。由于缺乏更深入的理論和經費支持，科爾紐放棄了對直升機的繼續研究。更為遺憾的是，1944年6月諾曼底戰役期間，他遭遇轟炸不幸身亡，沒能看到直升機全面實用化的那一天。但無論如何，這位自行車技師勇于探索并付諸實踐的精神仍使他無愧于直升機領域的先鋒人物之一。

險象環生的“偵察兵”

氣球是人類發明的第一種載人飛行器，早在18世紀就在軍隊中找到用武之地。第一次世界大戰爆發后，交戰各國普遍利用系留氣球在戰線附近觀察敵情。不過在嶄露頭角的飛機面前，體積龐大、回收緩慢的氣球就淪為容易中槍的靶子。為了提高觀察員的安全性，1916年奧匈帝國陸軍氣球部隊開始尋找一種可以直上直下的機械飛行裝置來代替氣球，這就催生出第一種偵察型直升機。

攬下這個任務的是技術軍官馮？皮特羅克茲，并得到航空專家馮？卡門和威廉？朱洛?？说膮f助，所研制的機型后來就以這三人的姓氏組合稱為PKZ-1。最初的設計是在環形機身上安裝10～12個較小的升力旋翼，但由于重量偏大和結構復雜又改成方形機身加4個并列旋翼。他們先制作了一個較小的模型進行驗證，測試各種動力配置和控制系統，并加上3條與地面相連的系留纜繩增強穩定性。1917年8月，由MAG公司負責承建全尺寸的樣機，空重650千克，以戴姆勒公司提供的電動機驅動旋翼。然而在1918年初的試飛中，PKZ-1剛升到半米高時電動機就過熱燒壞了，因缺乏零件無法維修只好擱置下來。

好在研制小組還有另一手準備，就是采用內燃機動力的PKZ-2。這個方案與PKZ-1的差別不僅在于改用3臺功率各為74千瓦的汽油發動機，還把一對直徑6米的雙葉螺旋槳安裝在同一根主軸上進行反向旋轉，底盤下以一大三小共4個充氣囊作為緩沖裝置，同樣加上3條纜繩與地面相連，全重超過1200千克。而觀察員要呆的位置就設在那對大槳葉的正上方！氣球上的人員要逃生時只需背著降落傘往下跳就行了，可在PKZ-2上遇到險情該怎么辦呢？研制者設想了兩種方法，一是配備大型降落傘，讓觀察員和機身一起降落；二是用引爆的方式將人機分離，讓觀察員避開槳葉后再跳傘。不過這兩種方法始終沒有實施。

依靠銀行和工業界的資助，PKZ-2在1918年4月建成并投入試飛。最初的測試是在不載人的條件下進行的，但也暴露出動力偏弱的問題，于是換上了功率更大的88千瓦發動機，在此后的一系列試飛中達到過50米的高度紀錄。然而離地面越高，PKZ-2的穩定性越差，機身振動加劇，連系留纜繩都難以控制。在6月10日的一次演示飛行中，PKZ-2才升到12米高度，就因發動機失效而墜落損毀。這讓現場的研制人員和軍方代表大失所望，意識到這其中的技術門檻實在太高，拖到年底戰敗時一切都結束了。倒是馮？卡門日后移居美國，修煉成了航空學術界的一代宗師。

隨風而去的“八爪魚”

美國卷入一戰后尷尬地發現，自己在軍用航空上已經被歐洲人甩開了一大截，不得不急起直追。到1920年代時，美國陸軍航空隊的興趣也擴展到了直升機上，他們找到一位自稱是“世界上最好的數學家和科學家”的喬治？德？巴斯扎特博士。此人如此牛氣哄哄倒不完全是浪得虛名，他原是俄羅斯人，從西方接受高等教育后回國從事航空領域的研究、設計和試飛工作，在十月革命前跑到美國。美國軍方看過巴斯扎特有關垂直飛行的論著后如獲至寶，迫不及待地跟他簽訂了研制軍用直升機的合同。

1921年初，巴斯扎特來到俄亥俄州戴頓的軍方飛行研究基地，憑借一份設計草案就拿到了研制項目的主管權和20萬美元的經費，如果能在7個月時間內做好試飛準備，他就可以把3萬美元的報酬收入囊中。戴頓基地對這個“最高機密”項目的支持可謂不遺余力，提供了最好的場地、人員和設備。然而即使在這位自高自大、脾氣暴躁的主管日夜督導下，完工日期還是一再跳票。直到次年年底，這架一直神秘兮兮的機器才揭開了最后的面紗。

按照巴斯扎特的設計，這架直升機以金屬管線構成長和寬均為20米的十字形機身骨架，在4個翹起支架上各安裝一具直徑8.1米的6葉水平旋翼，由一臺132千瓦的法國羅納發動機通過滑輪和鏈條組成的傳動系統來驅動。此外，在機身內還裝有兩個較小的垂直螺旋槳用于控制橫向移動，另外還有兩個給發動機降溫的風扇。不用說，這么個奇形怪狀的家伙一出場就引起不小的騷動，“飛行八爪魚”的綽號很快流傳開來。

經過地面測試后，1922年12月18日這只重達1633千克的“八爪魚”由軍方飛行員駕駛開始首次試飛。在槳葉掀起的氣流中，它緩緩上升到1.8米的高度。但飛行員很快發現根本無法進行方向控制，被側風吹移近100米后不得不停機著陸。隨后，巴斯扎特換上了更給力的160千瓦英國本特利發動機，然而對操縱性的改善卻微乎其微。飛行員不僅要靠操縱桿和腳踏板改變主槳葉的傾角，維持基本平衡，又要通過手動輪來控制起橫移作用的方向螺旋槳，還得兼顧發動機的工作狀態，恨不得真的長出八只手來才夠用。

折騰到第二年的4月份，這架直升機已經試飛了上百次，最好成績是2分45秒的留空時間和9.1米的上升高度，也曾搭載過4個人一起離地，但“八爪魚”仍無法實現自主控制，只能順著風向作有限的移動。砸了不少錢的美國軍方要求巴斯扎特進行重新設計，但這位“天才”此時也技窮了，他的“力作”不久遭到廢棄。耿耿于懷的巴斯扎特在1938年成立一家直升機公司卷土重來，可惜沒等有所建樹就因病去世了。